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전공91

[전자기학1] 구좌표계 이번에는 구좌표계를 한번 알아보자 구좌표계는 원통좌표계보다 약간 더 어렵다. 원통좌표계의 경우 z좌표는 직교좌표계랑 동일한 요소였지만 이번에 알아볼 구좌표계는 직교좌표계와는 모두 다른 요소를 가지고 있지 때문에 더 어렵다. 특히 거리계수를 이용해 변환이 필요한 요소가 2가지이기 때문에 좀 더 이해가 필요한 좌표계이다. 위 그림이 구좌표계를 도식화한것이다. 원통과는 다르게 구좌표계는 구의 중심이 좌표계의 원점이 된다. 좌표는 (R, seta, pi)로 나타난다. 쉽게 말하자면 R은 구의 반지름이고 seta는 z축좌표축으로부터 잰 각도이고, pi는 x축좌표축으로부터 잰 각도이다. 원통과는 다르게 한 개는 길이이고 나머지 요소는 각도를 나타난다. 따라서 거리계수 역시 2개가 필요하다. 좌표계가 point를 지.. 2023. 2. 24.
[전자기학1] 원통좌표계 앞서 설명한 대로 전자기학에서는 직교좌표계만을 사용해서 해석하기 어려운 개념들이 많다. 따라서 우리는 원통좌표계와 구좌표계라는 좌표계를 새롭게 알아야 할 필요성이 있다. 직교좌표계가 가장 직관적이고 연산의 과정이 필요 없다는 장점이 있지만 원통좌표계와 구좌표계에서만 해석이 되는 물리적인 상황이 많기 때문에 좌표계의 특성과 변환과정을 모두 익혀야 할 것이다. 좌표계를 알아보기 전에 각 좌표계를 적용하기 위한 거리계수라는 개념을 먼저 알아보자. #거리계수 거리계수는 벡터가 길이를 의미하는 것이 아닐때 적분에서 사용하는 계수이다. 다시 말해 어떤 벡터를 길이를 내포하는 의미로 바꾸어 주는 장치이다. 벡터가 길이를 내포하지 않을 수도 있다는 것에 약간 생소할 수도 있는데 원통과 구좌표계에서는 길이를 의미하는 것.. 2023. 2. 24.
[전자기학1] 벡터표현과 연산 전자기학이라는 학문을 이해하고 공부하기 위해서는 벡터의 표현과 이해가 필수적이다. 특히 벡터의 표현은 좌표계마다 달라지는데, 우리는 이 좌표계별로 벡터표현을 익혀야 할 필요성이 있다. 전자기학에서는 우리에게 익숙한 직교좌표계뿐만 아니라 원통좌표계, 구좌표계등 다양한 좌표계가 존재한다. 이렇게 다양한 좌표계가 존재하는 이유는 다양한 전기적인 상황을 이해하는 데에 직교좌표계보다 다른 좌표계를 사용하는 것이 더 유리한 상황이 존재하기 때문이다. 따라서 이러한 다양한 좌표계 역시 알아야 할 필요성이 있다. #벡터의 표현 벡터는 알다시피 크기와 방향을 가지는 물리량이다. 속도와 속력이 다른것처럼 벡터와 스칼라는 확연히 다르다. 따라서 벡터를 표현할 때는 벡터라고 표시해야 한다. 위와 같이 벡터를 표시할 수 있다... 2023. 2. 24.
[물리전자] 접합 확산전류(Minority Carrier Distribution) (2) 이전에 유도했던 식을 토대로 이어서 식을 유도해 보자. 이전에 설명했듯이 중성영역에는 캐리어들이 존재하지 않는다고 했었다. 따라서 각각의 minority 캐리어들은 양쪽으로 뻗어나가는 확산형태가 될 것이라고 예상가능하다. 이때 중성영역의 양쪽 끝 부분에서의 캐리어 농도가 가장 높을 것이라고 예상할 수 있다. 왜냐하면 중성영역에서 멀어질수록 마이너리티 캐리어는 더 작아지기 때문이다. 다시 말해 각 영역에서 거리가 가장 가까울수록 확산되는 캐리어들이 매우 많고, 농도가 더 높기 때문이다. 이 확산의 식을 구하기 위해서는 우리가 이전에 배웠던 앰바이폴라 전송방정식을 사용해야한다. 우선 n영역에서 먼저 생각해보자. 위와 같이 전송방정식이 세워지는데 우리는 몇 가지 가정을 했기 때문에 방정식에서 소거되는 항이 많.. 2023. 2. 23.
[물리전자] 접합 확산전류(Minority Carrier Distribution) 이전에 설명했던 내용은 순방향 전압에 대해서 설명했었는데, 순방향 전압이 걸리게 되면 퍼텐셜장벽이 낮아져서 캐리어들이 확산할 수 있게 되어 전류가 흐를 수 있는 환경이 만들어진다고 설명했었다. 이번에는 그 전류가 얼마나 흐르는지 직접 확인해 보자. 위와 같이 순방향전압이 걸려있으면 퍼텐셜 장벽이 낮아져서 양쪽에 존재하는 캐리어들이 확산할 수 있는 가능성이 커진다. 따라서 전류가 흐를 수 있게 된다. 이 전류의 근원은 캐리어의 확산원리에 의해서 전류가 흐르는 것이며 이 확산의 원리를 이용해서 전류가 얼마나 흐르는지 계산할 수 있다. 전류계산을 위해서는 몇 가지 가정이 필요한데, 이 가정을 한번 살펴보자. #몇 가지 가정들 전류를 구하기 위해서는 위와 같은 가정이 필수적으로 필요하다. 쉽게 말하자면 이상적인.. 2023. 2. 23.
[물리전자] 순방향전압(Forward Vias) 저번에는 역방향전압이 걸리는 상황에 대해서 알아보았다. 이번에는 반도체 pn접합에 순방향 전압이 걸리는 상황을 한번 알아보자. 순방향 전압은 p에 +전극, n에 -전극이 걸리는 전압을 말한다. 이전에 배웠던 역방향전압은 캐리어의 확산을 방해하는 전기장의 세기를 더 커지게 하는 전압이라고 설명했었다. 이번에 걸리는 순방향전압은 이와 반대되는 특성을 가진다. 순방향전압은 확산을 도와주는 전기장이 형성된다. 즉, 중성영역에 형성되어 있는 확산을 방해하는 전기장에 반대되는 순방향 전기장이 형성되어서 확산을 방해하는 전기장의 세기를 보다 약하게 만들어주는 역할을 하게 된다. 따라서 중성영역에서 걸리는 확산을 방해하는 전기장이 약해지게 된다. 역방향전압의 가장 큰 특징은 반도체에 전류가 흐를 수 있다는 것이다. 밴.. 2023. 2. 22.

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